高速公路路面工程測量GNSS技術應用

馬原

摘要：結合實際，以GNSS技術為研究對象，在分析GNSS技術應用機理的同時，對該技術在高速公路路面工程測量中的實踐要點進行深入研究，希望闡述后，可以給此類工程提供一點參考。

關鍵詞：高速公路;路面工程;測量;GNSS技術;應用

高速公路項目的路面測量工作來說，測量技術極易受到自然方面因素的影響，導致整個測繪工作的質量無法滿足要求，數據精確度較差，不能達到公路的施工要求。GNSS?技術應用到當前的高速公路測量工作，可以大大提升測量工作的效率和質量，推動整個工程領域的發展，也能夠給測量行業的發展提供新的動力。本文主要分析當前的GNSS?技術主要特點，了解該技術在高速公路路面測量中的應用，希望可以更好的促進高速公路事業的發展和進步。

一、?GNSS?技術簡介

GNSS?是全球導航衛星系統的簡稱，主要是利用導航衛星來發射信號，接收機可以直接獲取衛生信號，可以進行定位確定，為公路項目的施工提供有利的基礎。對于使用者來說，只要是應用接收機就可以進行施工，靜態控制測量工作的進行需要使用3臺接收機同時工作，數量越多其工作越方便。該技術在應用中，具備如下特點：

（1）測量的精度高。利用GNSS?技術可以形成完善的測量控制網絡，可以獨立進行基線矢量與站點同步測量衛星，可以更好的實現網平差，在應用中并不會直接受到傳算數據的影響。如果設置中并未形成固定的自由網，可以更好的消除傳算誤差的影響，使得測量數據的精確度達到使用標準的要求。

（2）觀測時間短。測量站的時間需要通過GNSS?技術來控制，此時可以確定測量的時間在30min以上。

（3）操作簡單方便。隨著技術的高速發展，GNSS?技術中所應用的接收機體積在逐步的縮小，操作也更加的方便快捷，技術水平較高，所以對于操作人員的素質要求更高。在具體的測量過程中，只需要通過天線就能夠完成各項工作，然后進行整平處理，并且要確定天線高度尺寸，最后要開啟儀器來進行自動檢測，并且完成各項數據的有效分析和處理，從而可以準確的獲取各個位置的三維坐標參數，以保證測量工作的精確度合格[1]。

（4）測量站之間無須通視。GNSS?技術的主要優勢就是保證在各個測量點不通視的情況下就能夠完成測量，可以更好的確定各個通視點，為了能夠提升信號接收的質量，最好是將測量站點布置在視野開闊的地區中，以保證數據精確度合格。

（5）全天候作業。GNSS?技術的應用不會受到時間的影響，夜晚也能夠進行數據的觀測，可以大大提升施工速度和效率。

（6）提供三維坐標。GNSS?技術測量環節進行數據轉換，可以更好的確定各個測點平面坐標，然后確定高程數據。

（7）用?GNSS?技術的應用并不會存在任何累積誤差問題。

二、GNSS?導航系統的基本原理

GNSS導航系統中的定位主要工作原理就是利用衛星來進行信號發射，接收機可以獲取該信號，利用發射與接收的時間差可以推算出間隔距離，對于衛星來說，其距離主要指的是球面位置上，兩顆衛星能夠確定一個點位為橢圓的位置，3顆衛星就能夠明確兩點之間的距離，4顆衛星可以確定具體位置。

三、?GNSS?在高速公路路面測量工作中的實際應用情況

在高速公路路面測量工程開展的過程中，想要且的將GNSS技術的實踐水平發揮出來，就需要按照具體工程的項目特點，針對性的對施工過程的質量進行把握。

1.高速公路路面加密控制點

某公路施工項目，路基施工單位在實施中將部分設計確定的控制點破壞，也沒有重視相應的保留點，此外，該標段中分布著比較多的項目，有主線橋梁616m、樞紐立交橋2560m、隧道長度4747m，為了能夠全面的提升安裝施工速度，保證項目可以順利的進行，確保平面控制網的精確度達到要求，應該根據需要進行加密控制點，利用GNSS來實現系統數據的采集，采集數據進行控制網平差之后可以保證控制網精確度達到要求。與傳統的測量工程來說，GNSS測量技術可以通過加密控制點的方式以保證數據精確度和質量達標[2]。

用GNSS平面控制網來實施外業測量工作后，獲取的數據利用靜態軟件進行數據計算，基線應該按照規定部分來解算，確保各個部分解算都達到規定要求，以滿足測量工作需要。

2.路面放線

路面中線放線是整個測量施工環節的關鍵性工作，GNSS實施動態測量的效果更好，可以大大提升測量數據的精確度。設計工作人員首先要在地形圖上標注出定線，然后就能夠在工程的中線地面上進行明確標注。然后就能夠使用GNSS實時動態測量技術，可以在其電子手簿上進行相應項目的記錄，確保其縱平曲線合格，以保證工程各個點都達到精確度要求。

按照設計圖紙中的所規定的要求來進行坐標系統和中央子午線的標注，系統可以準確的進行定位。在該環節中，任何一個點都是獨立存在的，所以所形成的各個數據都能夠代表其中一個點的坐標參數，這樣可以更好的保證各個點的數據精確度符合標準的要求。

高速公路項目的路面設計中，包含有直線與曲線兩個重要部分，GNSS手簿內的道路設計軟件中所將平縱曲線部分可以進行放樣測量，然后可以開始后續的操作。這種方式與傳統的放樣操作對比可以發現，其工作效率比較高且控制效果更好。因此，在曲線部分的定位測量環節，工作人員應該通過手持移動站來進行放樣點的加密定位測量。這種測量方式可以獲取更加準確的測量數據，可以利用多種計算方式以確定最為合理的測量數據。GNSS實時動態測量技術進行放樣操作，可以達到更好的效果，確保數據精確度合格，還能夠優化檢測操作，保證工作效率和質量達到要求[3]。

3.?路面橫縱斷放樣

在公路項目進行橫縱斷面部分放樣施工的過程中，通過使用GNSS手簿中所自帶的路線設計軟件，可以將斷面的各項數據全部輸入到設計軟件中，然后就能夠在軟件中形成各個結構部分的三維模型，達到三維建模的要求，然后就能夠將各個放樣點位都能夠直接在操作手簿中顯示出來，可以更好的提升測量數據的精確度與準確性，為后續工作的順利實施提供良好的基礎條件。

4.?常規測量方法的問題

（1）需要大量的測量工作人員才能完成該項工作。

（2）常規測量方式主要設備是全站儀，通過將相鄰測量點實現通視，這就導致選點工作的進行有著比較高的難度，也會影響測量數據的精確度。

（3）長大隧道及特大橋施工項目中的控制網精度與路線網低精度的情況銜接起來，雖然通過優化措施可以更好的消除平差的問題，但是因為地形設計中存在更高的難度，其聯結測量工作難度高、工作量大，并且操作不是非常方便。在具體工作環節，構造物進行控制測量與路線控制測量存在著不統一的情況，整個測量工作難以有序的進行。

通過使用GNSS來進行測量可以更好的消除以上的缺陷和問題，可以大大提升測量工作的效率，降低工作強度，確保公路項目的建設施工質量得到保障[4-5]。

四、高速公路路面測量中?GNSS?技術的應用前景

隨著我國經濟與社會的高速發展，很多工程建設項目被投入建設和使用，這就使得其對于勘測設計工作要求更高，因此公路設計軟件與硬件系統也在高速發展，甚至高速公路在設計中已經完全實現了CAD設計，很多軟件自身就能夠進行地面數字化測繪工作。GNSS?技術的應用可以建立完善的勘測、設計、施工、管理等全數據鏈，更好的減少數據傳輸和使用的中間環節，使得整個內外業的操作達到一體化的要求，可以突破當前高速公路設計中的缺陷和不足，更好的滿足公路施工的需要。

在目前現有技術應用的基礎上，融入GNSS技術是非常有效的一種方式，測量技術的發展就是要通過使用先進科學技術來進行。通過GNSS測量可以更好的解決上述的問題和不足，可以大大降低工作強度，可以全面的提升工作效率和質量，使得公路測量質量得到提升，數據精確度可以保證。

五、結合RTK-實時動態測量

RTK主要是安裝到基站結構內，可以更好的確定和了解誤差數據的問題，利用電臺或者網絡將誤差分析的軟件直接傳輸給流動站中，然后該系統就能夠確定最精確的坐標參數。不管是手機卡、外掛電臺還是內置電臺，在具體操作中都會存在與差分信號傳輸工具。伴隨著科技的發展和進步，RTK?技術已經慢慢的從原有的1+1或1+2延伸到廣域差分系統WADGNSS，很多城市都開始建立和應用CORS系統，可以更好的擴大系統的應用范圍，同時也能夠更好的提升數據精確度，取得了非常快的發展，目前的電臺傳輸逐步轉向GPRS和GSM網絡傳輸，可以更好的提升測量的精確度和測量范圍，同時操作也更加的方便快捷，更加方便。

工程測量屬于其具體的一個分支結構，其可以利用多種方式把一定儀器在圖上的點標注出來，其與過去傳統放樣方式有著明顯的區別，全站儀設備來實施極坐標放樣操作的形式，通常需要在放樣操作中進行設計點位的確定，一般需要進行來回移動目標，多數都是要經過2-3人來完成，一般放樣環節要保證各個點位的通視狀況最佳，但是這種方式的工作效率比較低，并且放樣施工中難度較高，而應用RTK技術放樣的過程中，一人就能夠完成GNSS的接收機操作，其可以更好的確定具體走向哪個放樣位置，操作非常方便且效率較高，因為GNSS技術是利用坐標來放樣的，并且各項數據并不會存在累積誤差的問題，可以使得外業工作效率得到提升，且只需一人就能夠完成該項工作。

六、結語

（1）GNSS?測量技術精確度比較高，可以將數據精確度控制在毫米級控制精度，而放樣精度則可以達到厘米級，可以符合施工中的放樣施工需要。

（2）GNSS?測量技術的應用可以大大提升工作效率和質量，并且操作和分析過程不會受到人為因素、外部環境的影響。

（3）?GNSSRTK是一種全新的測量技術，RTK?能夠更加準確的確定三維坐標數據。該技術可以滿足公路路線確定、橋梁與隧道等工程地質勘察的需要，滿足多項工程的使用需要。

（4）GNSS?測量并不需要各個點達到通視的基礎上就能夠完成測量，可以避免多次測量。通常來說，GNSS測量工作效率是傳統技術的3倍以上，可以更好的降低勞動強度、提高工作效率。

（5）GNSS測量應用到高層測量中，與平面測量是相同的，是該技術的主要應用區域。將GNSS技術使用到高速公路路面測量中的關鍵性施工技術，可以更好的提升整體測量效果，即使在復雜的環境中也能夠滿足路面測量工作的需要，為公路項目的施工奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]郎海輝.?對?GNSS?技術在高速公路路面工程測量中的應用探析[J].?建筑工程技術與設計，2018，（30）：652.

[2]任浩森.?芻議預防性養護技術在高速公路中的應用[J].?科技資訊，2017，15（1）：49.

（作者單位：中交一公局廈門工程有限公司）